费米望远镜以新方式扩大暗物质搜索

费米望远镜以新方式扩大暗物质搜索

科技日报北京8月16日电 （记者 张梦然）据物理学家组织网消息称，美国国家航空航天局（NASA）下属费米太空望远镜已开始利用全新方法扩大对暗物质的搜索，并进一步限制了暗物质粒子可能的特征。

暗物质在宇宙尺度上影响了宇宙的历史，但它的寻找过程甚是艰难。对于人类来讲，它实在很“暗”：我们根本看不到暗物质发光，也看不到它辐射其他粒子，其存在的证据一直是通过引力得来的。当前，寻获暗物质有两个办法：将仪器放入地下或送上太空。

2008年升空的费米太空望远镜包括广域望远镜（LAT）和伽玛射线暴监视系统（GBM），这意味着，其一部分使命是对宇宙中狂暴难测的伽玛射线进行探索。今年稍早时候，费米团队利用该望远镜超过6年的数据完成了3份报告，其中包括使用新方法对暗物质进行搜索的结果。研究人员认为，伽玛射线是光的最高能量形式，可以帮助揭示暗物质粒子的一些存在类型。

在这些结果中，费米望远镜探测到在银河系中央与其他围绕银河系运转的矮星系中，有与暗物质明显相关联的伽玛射线信号。虽然目前还没有令人信服的发现，但已排除了一定范围内的质量与相互作用比率的可能性，进一步限制了暗物质粒子可能具有的某些特征。

新研究还一并探索了暗物质由轴子（天文学模型中假想的暗物质构成粒子之一）或其他相似特性粒子组成的可能性。这一类粒子能够转化为伽玛射线，当他们与强磁场相互作用时又会转回原来的形态，因此在不断切换的过程中应当会残留下一些“踪迹”。斯德哥尔摩大学团队对散发高能量伽玛射线的NGC1275星系展开研究。位于英仙座星系团中央的这个星系，其炽热气体更有利于伽玛射线和轴子类粒子的转化。通过费米望远镜搜寻的信号，研究人员排除了可能包含了4％暗物质的轴子类粒子。这一研究结果表明，人们现在已经可以更详细研究轴子粒子的模型，并最大限度缩小可能的质量范围。

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科学家采取常规手段追踪“暗物质嫌疑人”，一直没发现可靠信号，所以开始找些新方法——并不针对某个特定目标，而是分析整个天空中的伽玛射线背景。虽然还是不能确定暗物质到底是什么，但现在排除了一些不可能分子，“嫌疑人”的范围被缩得更小了。而暗物质存在的形式一旦揭秘，无论它是某种粒子还是一种我们尚未知晓的状态，当今人类的天文、物理教科书都将随之改变。